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2017年常州大学石油学院852工程热力学考研强化模拟题

  摘要

一、简答题

1. 某空气循环由下列三个可逆过程组成:由状态1压缩升压到画在

图和【答案】画出

图上。

图和

图如图所示。

经等温

接着经定压过程膨胀至状态3, 然后等容降压到状态1。试将该循环示意性

2. 定性地画出具有回热的燃气轮机装置示意图,并在

【答案】燃气轮机装置示意图如图所示。

图上定性地分析回热对热效率的影响。

与未采用回热的循环相比,循环净功故循环效率提高。

不变,回热后,只有5-3过程吸热,即减小,

3. 如图所示,分别为图上的圆周上的四个点,是比较与的大小。

【答案】由热力学第一定律可知,因为热力学能又根据

图,有

是状态参数,只和状态有关,所以:

所以有:

4. —个门窗敞开的房间,若室内空气的压力不变而温度升高了,问室内空气的总热力学能怎样变化?比热力学能又怎样变化?

【答案】室内空气的总热力学能不变,比热力学能增加。

5. 在绝热良好的房间内,有一台设备完好的冰箱在工作,在炎热的夏天打开冰箱,人会感到凉爽,问室内温度是否会越来越低? 请用热力学原理加以解释。

【答案】一开始,人会感到凉爽,这是由于房间内空气中的内能传递到冰箱内,而此时冰箱输入功率转化的热小于空气进入冰箱的内热能,故空气温度降低,人感到凉爽。

随着时间的进行,冰箱输入功率转化的热越来越多地进入房间空气中,空气的温度逐步回升。这样,房间内 的温度不会越来越低。

6. 在T-s 图上表示理想气体由状态1等熵膨胀到状态2时技术功的大小。并说明为什么。

【答案】如图所示。

为等熵过程,有为等压过程,有:

所以:

等熵过程中的技术功与等

压过程中吸热量相等,如图中阴影部分。

7. 压缩比升高对汽油机所对应的理想循环(定容加热循环)的性能有何影响?是否压缩比越高越好?

【答案】定容加热循环

,热效率主要和压缩比有关,此外还和等熵指数有关。理论

上,随着压缩比的提高,点燃式内燃机的热效率增大。但并不是压缩比越高越好。实际上,当压缩终了的温度及压力超过一定的 限度时,汽油机会产生不正常的爆燃现象,因此压缩比不能过高,一般汽油发动机的压缩比在之间。

8. 什么是回热?试解释在热机循环中若能采取回热措施,从热力学角度简单说来将会带来什么好处?

【答案】回热是指,在保持构成循环的热力过程性质不变的条件下,利用循环中某些放热过程的放热量来满足另一些吸热过程的吸热需要的措施。从热力学的角度来说,循环输出的净功不变,但是回热的措施使循环从外界高 温热源的吸热量减少,向低温热源的放热量也减少,因而可以提高循环的热效率。

9. 某人声称使用新式热力循环和高技术开发出一种新型节能冷柜,在

时,制冷系数仍可以达到4, 请你判断一下是否可能实现。 【答案】过程可逆时,

10.有一发动机工作于该发动机能否实现?

【答案】

故不可能实现。

的高温热源及

所以不可能实现。

的低温热源之间,吸热1000kJ 而作功700kJ 。问

室温下,

制冷温度为

二、计算题

11.如图1为一水蒸气动力循环简图。为了提高循环热效率采用了抽汽回热,回热加热器为一表 进入汽轮机的蒸汽压力为3.0MPa , 温度为面式加热器。

汽轮机出口处的压力为0.005MPa ,

抽汽压力为0.5MPa 。抽汽在回热器中放热后全部变为饱和水,通过节流阀后,在冷凝器中与汽轮机排汽混合。设进入锅炉中水(点5)的 温度与回热器中抽汽出口状态(点B )的温度相同。

在忽略泵功的情况下,试求: (1)画出循环的(2)抽汽量

图。

(3)每千克蒸汽在汽轮机中所作的功。